Vassoio in ceramica SiC per supporto wafer con resistenza alle alte temperature
Vassoio in ceramica al carburo di silicio (vassoio SiC)
Un componente ceramico ad alte prestazioni basato su materiale in carburo di silicio (SiC), progettato per applicazioni industriali avanzate come la produzione di semiconduttori e LED. Le sue funzioni principali includono la funzione di supporto per wafer, piattaforma per processi di incisione o supporto per processi ad alta temperatura, sfruttando un'eccezionale conduttività termica, resistenza alle alte temperature e stabilità chimica per garantire uniformità di processo e resa del prodotto.
Caratteristiche principali
1. Prestazioni termiche
- Elevata conduttività termica: 140–300 W/m·K, nettamente superiore alla grafite tradizionale (85 W/m·K), consentendo una rapida dissipazione del calore e una riduzione dello stress termico.
- Basso coefficiente di dilatazione termica: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), molto simile al silicio (2,6×10⁻⁶/℃), riducendo al minimo i rischi di deformazione termica.
2. Proprietà meccaniche
- Elevata resistenza: resistenza alla flessione ≥320 MPa (20℃), resistente alla compressione e all'impatto.
- Elevata durezza: durezza Mohs 9,5, seconda solo al diamante, che offre una resistenza all'usura superiore.
3. Stabilità chimica
- Resistenza alla corrosione: resistente agli acidi forti (ad esempio HF, H₂SO₄), adatto per ambienti di processo di incisione.
- Non magnetico: suscettività magnetica intrinseca <1×10⁻⁶ emu/g, evitando interferenze con strumenti di precisione.
4. Tolleranza all'ambiente estremo
- Resistenza alle alte temperature: temperatura operativa a lungo termine fino a 1600–1900℃; resistenza a breve termine fino a 2200℃ (ambiente privo di ossigeno).
- Resistenza agli shock termici: resiste a bruschi sbalzi di temperatura (ΔT >1000℃) senza screpolarsi.
Applicazioni
| Campo di applicazione | Scenari specifici | Valore tecnico |
| Produzione di semiconduttori | Incisione su wafer (ICP), deposizione di film sottili (MOCVD), lucidatura CMP | L'elevata conduttività termica garantisce campi di temperatura uniformi; la bassa dilatazione termica riduce al minimo la deformazione del wafer. |
| Produzione LED | Crescita epitassiale (ad esempio, GaN), taglio a cubetti di wafer, confezionamento | Elimina difetti di vario tipo, migliorando l'efficienza luminosa e la durata dei LED. |
| Industria fotovoltaica | Forni per la sinterizzazione di wafer di silicio, supporti per apparecchiature PECVD | La resistenza alle alte temperature e agli shock termici prolunga la durata delle apparecchiature. |
| Laser e ottica | Substrati di raffreddamento laser ad alta potenza, supporti per sistemi ottici | L'elevata conduttività termica consente una rapida dissipazione del calore, stabilizzando i componenti ottici. |
| Strumenti analitici | Portacampioni TGA/DSC | La bassa capacità termica e la rapida risposta termica migliorano la precisione della misurazione. |
Vantaggi del prodotto
- Prestazioni complete: la conduttività termica, la robustezza e la resistenza alla corrosione superano di gran lunga quelle delle ceramiche di allumina e nitruro di silicio, soddisfacendo così le esigenze operative più estreme.
- Design leggero: densità di 3,1–3,2 g/cm³ (40% dell'acciaio), che riduce il carico inerziale e migliora la precisione del movimento.
- Longevità e affidabilità: la durata utile supera i 5 anni a 1600°C, riducendo i tempi di fermo e abbassando i costi operativi del 30%.
- Personalizzazione: supporta geometrie complesse (ad esempio, ventose porose, vassoi multistrato) con errore di planarità <15 μm per applicazioni di precisione.
Specifiche tecniche
| Categoria del parametro | Indicatore |
| Proprietà fisiche | |
| Densità | ≥3,10 g/cm³ |
| Resistenza alla flessione (20℃) | 320–410 MPa |
| Conduttività termica (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Coefficiente di dilatazione termica (25–1000℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Proprietà chimiche | |
| Resistenza agli acidi (HF/H₂SO₄) | Nessuna corrosione dopo 24 ore di immersione |
| Precisione nella lavorazione | |
| Planarità | ≤15 μm (300×300 mm) |
| Rugosità superficiale (Ra) | ≤0,4 μm |
Servizi XKH
XKH offre soluzioni industriali complete che spaziano dallo sviluppo personalizzato alla lavorazione di precisione e al rigoroso controllo qualità. Per lo sviluppo personalizzato, offre soluzioni con materiali ad alta purezza (>99,999%) e porosi (porosità 30-50%), abbinate a modellazione e simulazione 3D per ottimizzare geometrie complesse per applicazioni come i semiconduttori e l'aerospaziale. La lavorazione di precisione segue un processo semplificato: lavorazione delle polveri → pressatura isostatica/a secco → sinterizzazione a 2200 °C → rettifica CNC/diamantata → ispezione, garantendo una lucidatura a livello nanometrico e una tolleranza dimensionale di ±0,01 mm. Il controllo qualità include test di processo completi (composizione XRD, microstruttura SEM, piegatura a 3 punti) e supporto tecnico (ottimizzazione del processo, consulenza 24 ore su 24, 7 giorni su 7, consegna dei campioni in 48 ore), fornendo componenti affidabili e ad alte prestazioni per esigenze industriali avanzate.
Domande frequenti (FAQ)
1. D: Quali settori utilizzano i vassoi in ceramica al carburo di silicio?
A: Ampiamente utilizzati nella produzione di semiconduttori (manipolazione di wafer), nell'energia solare (processi PECVD), nelle apparecchiature mediche (componenti MRI) e nel settore aerospaziale (parti ad alta temperatura) grazie alla loro estrema resistenza al calore e alla stabilità chimica.
2. D: In che modo il carburo di silicio supera le prestazioni dei vassoi in quarzo/vetro?
A: Maggiore resistenza agli shock termici (fino a 1800°C rispetto ai 1100°C del quarzo), nessuna interferenza magnetica e maggiore durata (oltre 5 anni rispetto ai 6-12 mesi del quarzo).
3. D: I vassoi in carburo di silicio possono resistere ad ambienti acidi?
R: Sì. Resistenti a HF, H2SO4 e NaOH con una corrosione <0,01 mm/anno, sono ideali per l'incisione chimica e la pulizia dei wafer.
4. D: I vassoi in carburo di silicio sono compatibili con l'automazione?
R: Sì. Progettato per il prelievo tramite vuoto e la movimentazione robotica, con planarità superficiale <0,01 mm per prevenire la contaminazione da particelle nelle fabbriche automatizzate.
5. D: Qual è il confronto dei costi rispetto ai materiali tradizionali?
A: Costo iniziale più elevato (3-5 volte il quarzo) ma TCO inferiore del 30-50% grazie alla maggiore durata, ai tempi di fermo ridotti e al risparmio energetico dovuto alla conduttività termica superiore.
